[发明专利]金属热加工用润滑剂

说明书

本发明涉及一种金属热塑性加工用的润滑剂，特别是一种金属热加工用不含石墨的润滑剂。

现在用于金属热加工的润滑剂，特别是用于热轧无缝钢管的润滑剂一般都由石墨粉、玻璃粉、多种通式为Me₂OnSiO₂的碱金属硅酸盐、磷酸盐和硼砂等组成，加水搅拌使用，如中国专利公开号为CN1143107A的专利申请案。也有由石墨粉、乙烯一醋酸乙烯共聚物、邻苯二甲酸二丁酯、胶体二氧化钛、硅烷和聚乙烯醇组成，加水搅拌使用，如中国专利公开号为1122824A的专利申请案。这种水剂润滑剂都包含有石墨。在使用过程中容易对生产环境造成污染。特别要提出的是在使用石墨类润滑剂生产C：0.1％以下的低碳钢管、高合金钢管及不锈钢管时，在钢管内表面容易产生渗碳现象，使铬的碳化物在晶界上析出，在晶界及晶界附近容易产生腐蚀，从而降低钢管的耐蚀性能，降低钢管的使用寿命，其次，由于石墨具有优良的导电性，因此石墨微粉的污染对电器设备等带来安全隐患。为了解决上述问题，独联体南方钢管厂在350轧管机组上应用含55％三聚磷酸钠、20％三钠磷酸盐、10％含银石墨、10％碳酸锂和5％甲酸锂的润滑剂，其效果是钢管内表面质量得到改善。日本特开平5-271684号公报提出一种非石墨润滑剂用于钢的热塑性加工。它是将几种金属氧化物粉末和硅酸钠混合后在它们的溶融软化温度以上充分加热保温，待完全冷却后得到玻璃状物质，再将玻璃状物质粉碎成粉末并和水玻璃混合制成金属氧化物粉末—水玻璃系的非石墨润滑剂。例如：FeO粉的熔点为1367℃，Na₂SiO₃的熔点为1089℃，它们混合熔融反应生成物NaO·FeO·SiO₂的熔点为976℃，通常轧管时的温度在1100℃左右。因此利用反应生成物成为流体状态进行润滑。这类润滑剂主要存在两方面的问题：一是润滑剂的制造工艺复杂，二是润滑剂在工作的初始阶段尚未熔融成流体时，润滑性能较差。

以上所述各种润滑剂均为湿型润滑剂，因而容积较大，运输和存贮不便，相对费用较高。

本发明的目的在于提供一种不含石墨的金属热加工用润滑剂，可制成润滑剂干粉，便于运输和存贮，在使用前加入适量水搅拌后即可使用；亦可制成润滑剂悬浮液，供直接使用。该润滑剂润滑性能好，不影响热加工金属性能，适用于金属在高温状态下的轧制、锻造、挤压等工艺，尤其适用于热轧无缝钢管时的芯棒润滑。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种金属热加工用润滑剂，其特征在于按重量计，其组成原料配比为：

层状晶格结构的氧化物或氮化物微粉         10～50％，

磷酸盐或硅酸盐                           15～40％，

丙烯酸树脂                               1～30％，

增稠剂                                   0.2～10％，

以上述组成配制成润滑剂干粉产品。本润滑剂干粉产品在使用前加入2-3倍重量的水，经搅拌30分钟后成润滑剂悬浮液，该润滑剂悬浮液的流量粘度为6号粘度杯(ISO2431-93)6～60秒，pH＝7～8，即可进行使用。

上述的层状晶格结构的氧化物或氮化物可以是滑石、云母和氮化硼中任选一种，其中优先选用滑石。

上述的磷酸盐或硅酸盐可以是三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸二氢钠铵、焦磷酸钠、硅酸钠和硅酸钾中任选一种或几种组成。

上述的丙烯酸树脂可以是邻苯二甲酸二丙烯酯树脂、聚甲基丙烯酸酯、α-氰基丙烯酸酯、丙烯晴-丙烯酸酯中任选一种，其中优先选用聚甲基丙烯酸酯。

上述的增稠剂可以是烷基纤维素、聚乙烯醇、淀粉、糊精和聚丙烯酸碱金属盐中任选一种，其中优先选用烷基纤维素。

上述的层状晶格结构的氧化物或氮化物微粉的粒径为5～100μm，最佳粒径为10～50μm；丙烯酸树脂的粒径为5～100μm，最佳粒径为5～50μm。

一种上述金属热加工用润滑剂的润滑剂悬浮液，其特征在于上述的润滑剂干粉加入2～3倍重量的水，经搅拌后制成润滑剂悬浮液产品，该润滑剂悬浮液的流量粘度为6号粘度杯(ISO2431-93)6～60秒，pH＝7～8。

下面对本发明润滑剂的组成作用机理作进一步说明：